CN105137120B - 一种v形梁扭摆式单轴微机械加速度计及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种V形梁扭摆式单轴微机械加速度计及其制备方法，加速度计包括连接为一体的硅敏感结构和玻璃基板，硅敏感结构包括固定框架以及和固定框架形成一体的支撑梁以及敏感质量块组件，支撑梁的横截面为V形，敏感质量块组件通过支撑梁固定于固定框架上，玻璃基板上设有电容板组件和引线电极，电容板组件设于敏感质量块组件下方且与敏感质量块组件间隙布置，引线电极和电容板组件相连；制备方法包括对硅圆片进行两次光刻、两次腐蚀制备硅敏感结构，再将硅敏感结构与玻璃基板键合得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计。本发明具有加工工艺简单、加工质量高、加工鲁棒性好、交叉轴耦合误差小、温度特性好、稳定性好的优点。

Description

一种V形梁扭摆式单轴微机械加速度计及其制备方法

技术领域

本发明涉及微机械传感器领域，具体涉及一种V形梁扭摆式单轴微机械加速度计及其制备方法。

背景技术

加速度计主要用于测量运动物体相对惯性空间的运动参数。与传统的加速度相比，MEMS微加速度计技术，具有体积小、功耗低、易于批量化加工等特点，因而迅速成为研究的热点，其性能也在不断的提高，广泛应用于军事民用领域。

目前，国外的单轴微加速度计产品已经成熟并且得到了广泛的应用，国内对于单轴微加速度计的研究和开发力度也在不断的增大，已经有部分实验室研制出性能较高的工程样机，但如何结合现有的设计工艺制造探索结构简单、制造高效、性能卓越的单轴微加速度计具有重要的现实意义。硅微扭摆式加速度计具有体积小、可靠性高、耐冲击等一系列优点，因而受到各国的普遍重视，竞相研制，目前逐步在制导和汽车检测等领域中应用。但工艺复杂、噪声大、温度特性与鲁棒性受到自身结构的限制。

专利申请号为201410825011.3的中国专利文献公开了一种微机械加速度计，但是该技术方案中敏感质量块组件的支撑梁的横截面为六边形，存在加工步骤繁琐，加工鲁棒、温度特性、电容灵敏度有待提高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种加工工艺简单、加工质量高、加工鲁棒性好、交叉轴耦合误差小、温度特性好、稳定性好的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，包括连接为一体的硅敏感结构和玻璃基板，所述硅敏感结构包括固定框架以及和固定框架形成一体的支撑梁以及敏感质量块组件，所述支撑梁的横截面为V形，所述敏感质量块组件通过支撑梁固定于固定框架上；所述玻璃基板上设有电容板组件和引线电极，所述电容板组件设于敏感质量块组件下方且与敏感质量块组件间隙布置，所述引线电极和电容板组件相连。

优选地，所述硅敏感结构由硅圆片采用双面湿法腐蚀加工工艺制成，所述支撑梁的内槽为通过双面湿法腐蚀加工工艺的一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成，所述支撑梁两侧的蚀空位为通过双面湿法腐蚀加工工艺的另一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成。

优选地，所述敏感质量块组件包括两对敏感质量块，每一对敏感质量块包括质量不同且相对支撑梁对称布置的第一敏感质量块和第二敏感质量块，且所述两对敏感质量块中一对敏感质量块的第一敏感质量块和另一对敏感质量块的第二敏感质量块位于支撑梁的同一侧；所述电容板组件包括两个第一固定电容板和两个第二固定电容板，所述第一固定电容板和第一敏感质量块的相对面积、第二固定电容板和第二敏感质量块的相对面积之间大小相等，所述第一固定电容板分别布置于第一敏感质量块的下方，所述第二固定电容板分别布置于第二敏感质量块的下方，所述引线电极包括第一电极和第二电极，所述两个第一固定电容板通过导线相连构成一组检测电容且共用第一电极引出，所述两个第二固定电容板通过导线相连构成另一组检测电容且共用第二电极引出，两组所述检测电容差分得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的输出电容。

优选地，所述第一敏感质量块和第二敏感质量块分别通过悬臂梁和支撑梁相连，每一对敏感质量块中第一敏感质量块的悬臂梁和第二敏感质量块的悬臂梁相对支撑梁对称布置。

优选地，所述悬臂梁的横截面形状为梯形。

优选地，所述第一敏感质量块通过一个侧边的中点和悬臂梁相连，所述第二敏感质量块通过一个侧边的中点和悬臂梁相连。

优选地，所述第一敏感质量块和第二敏感质量块均为四棱锥状结构，所述四棱锥状结构上面积较小的顶面布置于靠电容板组件的一侧，所述第二敏感质量块上位于四棱锥状结构上面积较大的底面上设有凹槽。

优选地，所述玻璃基板上设有一对键合凸台，所述固定框架上设有一对键合锚点，所述键合凸台和键合锚点之间采用阳极键合方式进行键合连接，所述一对键合锚点以支撑梁为中线对称布置于固定框架的两侧的中部。

优选地，所述硅敏感结构相对玻璃基板的一侧以结构中心呈全对称分布。

本发明还提供一种前述V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法，步骤包括：1）采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构；2）将硅敏感结构与带有电容板组件和引线电极的玻璃基板采用阳极键合方式进行键合，得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计；其中所述步骤1）中采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构的详细步骤包括：

1.1）准备表面覆盖有二氧化硅层的硅圆片；

1.2）在硅圆片的正面放置正面掩膜板，进行光刻并腐蚀二氧化硅层，在硅圆片的正面形成预埋层掩膜图案，所述正面掩膜板对应的图案位置的二氧化硅层的厚度剩余为第一厚度；

1.3）在硅圆片的反面放置反面掩膜板，进行光刻并腐蚀至露出硅表面，在硅圆片的反面形成掩膜图案；

1.4）将硅圆片去除全部光刻胶后置于腐蚀溶液中，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀至第一深度后从腐蚀溶液中取出；

1.5）将硅圆片表面上的二氧化硅层整体去除第一厚度，使得正面掩膜板对应的图案位置被打开露出硅表面；

1.6）将硅圆片再次置于腐蚀溶液中，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀穿透；

1.7）将硅圆片表面的二氧化硅全部去除后得到硅敏感结构。

本发明V形梁扭摆式单轴微机械加速度计具有下述优点：（1）本发明的硅敏感结构包括固定框架以及和固定框架形成一体的支撑梁以及敏感质量块组件，且支撑梁的横截面为V形，使支撑梁的惯性主轴方向由与结构平面呈一定的夹角转化为垂直于结构表面，可减小由结构本身因素所引起的机械蠕变造成的输出变化，从而能够有效提升加速度计稳定性；（2）本发明的硅敏感结构包括固定框架以及和固定框架形成一体的支撑梁以及敏感质量块组件，且支撑梁的横截面为V形，横截面为V形的支撑梁易于加工，通过两次光刻和两次腐蚀即可完成加工，相对采用横截面为六边形的支撑梁而言，加工工艺步骤更加简单。

本发明V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法能够制备得到本发明V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，具有下述优点：（1）本发明V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法仅使用两块掩膜板（正面掩膜板和反面掩膜板）即可完成加工，包括采用一次正面光刻、一次反面光刻，并且由于单晶硅在各向异性湿法腐蚀中面相交时腐蚀发生自停止，因此内侧支撑梁结构的加工鲁棒性好，加工精度高，工艺简单。（2）本发明V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法中，硅敏感结构的两对敏感质量块的正面均使用正面掩膜板加工、反面均使用反面掩膜板加工而成，使得产品的加工形状和结构设计完全一致，加工精确度高，硅敏感结构的电容相对误差更小。

附图说明

图1为本发明实施例的主视结构示意图。

图2为本发明实施例的立体分解结构示意图。

图3为本发明实施例中硅敏感结构的立体结构示意图。

图4为本发明实施例中硅敏感结构的俯视结构示意图。

图5为图4中A-A的剖视结构示意图。

图6为本发明实施例中支撑梁的剖视放大结构示意图。

图7为图4中B-B的剖视结构示意图。

图8为本发明实施例中玻璃基板的结构示意图。

图9为本发明实施例的加工工艺流程示意图。

图10为本发明实施例加速度方向为垂直结构平面时各质量块的运动方向示意图。

图11为本发明实施例加速度方向为结构平面内沿支撑梁方向时的各敏感质量块运动方向示意图。

图12为本发明实施例加速度方向为结构平面内垂直支撑梁方向时的各敏感质量块运动方向示意图。

图13为本发明实施例在温度升高时结构变形分布的仿真示意图。

图14为本发明实施例在温度降低时结构变形分布的仿真示意图。

图15为本发明实施例和现有技术在0g状态下全温区输出漂移对比图。

图16为本发明实施例和现有技术在1g状态下全温区机械灵敏度变化对比图。

图例说明：1、玻璃基板；11、电容板组件；111、第一固定电容板；112、第二固定电容板；12、引线电极；121、第一电极；122、第二电极；13、键合凸台；2、硅敏感结构；20、固定框架；21、支撑梁；211、内槽；212、蚀空位；22、敏感质量块组件；221、第一敏感质量块；222、第二敏感质量块；223、悬臂梁；224、凹槽；23、键合锚点。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计包括连接为一体的硅敏感结构2和玻璃基板1，硅敏感结构2包括固定框架20以及和固定框架20形成一体的支撑梁21以及敏感质量块组件22，支撑梁21的横截面为V形，敏感质量块组件22通过支撑梁21固定于固定框架20上；玻璃基板1上设有电容板组件11和引线电极12，电容板组件11设于敏感质量块组件22下方且与敏感质量块组件22间隙布置，引线电极12和电容板组件11相连。由于本实施例的支撑梁21的横截面为V形，能够提高加工的可控性从而提高加工精度，使得本实施例的鲁棒性显著提高。本实施例中，引线电极12具体采用电极，硅敏感结构2的固定框架20比玻璃基板1小，为布置引线电极12留出了空间。

如图6所示，本实施例的硅敏感结构2由硅圆片采用双面湿法腐蚀加工工艺制成，支撑梁21的内槽211为通过双面湿法腐蚀加工工艺的一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成，所述支撑梁21两侧的蚀空位212为通过双面湿法腐蚀加工工艺的另一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成，通过双面湿法腐蚀加工工艺进行两次光刻和两次腐蚀即可完成加工，相对采用横截面为六边形的支撑梁而言，具有加工工艺简单、加工质量高、加工鲁棒性好的优点；而且支撑梁21可以用于各类硅微传感器，例如微机械加速度计、硅陀螺仪等，可用于各类用途的梁结构，例如谐振梁、支撑梁等，具有应用范围广的优点。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，敏感质量块组件22包括两对敏感质量块，每一对敏感质量块包括质量不同、大小相同且相对支撑梁21对称布置的第一敏感质量块221和第二敏感质量块222，且两对敏感质量块中一对敏感质量块的第一敏感质量块221和另一对敏感质量块的第二敏感质量块222位于支撑梁21的同一侧；电容板组件11包括两个第一固定电容板111和两个第二固定电容板112，第一固定电容板111和第一敏感质量块221的相对面积、第二固定电容板112和第二敏感质量块222的相对面积之间大小相等，第一固定电容板111分别布置于第一敏感质量块221的下方，第二固定电容板112分别布置于第二敏感质量块222的下方，引线电极12包括第一电极121和第二电极122，两个第一固定电容板111通过导线相连构成一组检测电容且共用第一电极121引出，两个第二固定电容板112通过导线相连构成另一组检测电容且共用第二电极122引出，两组检测电容差分得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的输出电容。该敏感质量块组件22的结构具有下述优点：（1）由于本实施例的第一敏感质量块221和第二敏感质量块222均为质量不同、大小相同，而且电容板组件11包括两个第一固定电容板111和两个第二固定电容板112，第一固定电容板111和第一敏感质量块221的相对面积、第二固定电容板112和第二敏感质量块222的相对面积大小相等，因此能够确保两组检测电容的相对面积相同以保证相同的电容。（2）专利申请号为201410825011.3的中国专利文献公开的加速计包括十二块固定电容板，且每一个敏感质量块对应三块固定电容板，该加速计虽然能够检测双轴加速度，但双轴机械灵敏度相差较大。而本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计为单轴加速度计，电容板组件11包括两个第一固定电容板111和两个第二固定电容板112，第一固定电容板111分别布置于第一敏感质量块221的下方，第二固定电容板112分别布置于第二敏感质量块222的下方，即每一个敏感质量块下仅仅布置一个固定电容板，从而能够有效地增大硅敏感结构2的电容灵敏度。（3）本实施例的两个第一固定电容板111通过导线相连构成一组检测电容且共用第一电极121引出，两个第二固定电容板112通过导线相连构成另一组检测电容且共用第二电极122引出，两组检测电容通过第一电极121和第二电极122差分输出V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的输出电容，通过两组检测电容差分得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的输出电容，能够将非敏感轴加速度影响下的敏感质量块的位移变化对加速度计输出的影响通过差分作用消除，明显地提升了稳定性、减小了温度等外界环境变化对输出的影响。

本实施例中，第一电极121和第二电极122均采用铝电极，毫无疑问，第一电极121和第二电极122也可以根据需要采用其他类型的金属电极。

如图1、图2、图3和图4所示，第一敏感质量块221和第二敏感质量块222分别通过悬臂梁223和支撑梁21相连，每一对敏感质量块中第一敏感质量块221的悬臂梁223和第二敏感质量块222的悬臂梁223相对支撑梁21对称布置。由于支撑梁21的惯性主轴方向垂直结构表面，在产生弯曲变形时使得支撑梁21同一侧区域内的第一敏感质量块221和第二敏感质量块222的位移分布沿该侧区域和支撑梁21垂直的中线对称，将敏感质量块位移变化对加速度计输出的影响通过差分作用消除，进一步提升了稳定性、减小了由于温度等外界环境变化对于输出的影响，具有交叉轴耦合误差小、温度特性好的优点。

如图7所示，悬臂梁223的横截面形状为梯形。在温度或非支撑梁21方向加速度的影响下，横截面形状为梯形的悬臂梁223能够进一步消除了整体结构的扭转，使得结构位移分布均匀，减小了固定框架20的扭转对输出的影响。

如图1、图2、图3和图4所示，第一敏感质量块221通过一个侧边的中点和悬臂梁223相连，第二敏感质量块222通过一个侧边的中点和悬臂梁223相连，该结构能够确保第一敏感质量块221和第二敏感质量块222两者和悬臂梁223之间的受力分布均匀。

如图5所示，第一敏感质量块221和第二敏感质量块222均为四棱锥状结构，四棱锥状结构上面积较小的顶面布置于靠电容板组件11的一侧，第二敏感质量块222上位于四棱锥状结构上面积较大的底面上设有凹槽224。凹槽224加工方便，能够简单方便地实现第一敏感质量块221和第二敏感质量块222之间的质量差异。

如图1、图2、图3和图4所示，玻璃基板1上设有一对键合凸台13，固定框架20上设有一对键合锚点23，键合凸台13和键合锚点23之间采用阳极键合方式进行键合连接。采用阳极键合方式进行键合连接，能够方便快捷地实现玻璃基板1、固定框架20之间的连接，工艺简单，操作方便。

如图1、图2、图3和图4所示，硅敏感结构2相对玻璃基板1的一侧以结构中心呈全对称分布，可减少固定框架20和键合锚点23对两对敏感质量块灵敏度的影响。

如图8所示，本实施例中电容板组件11包括四个固定电容板，其中两个第一固定电容板111分别标记为b和c，两个第二固定电容板112分别标记为a和d。两对敏感质量块将输入的加速度转化为惯性力，惯性力使两对敏感质量块发生位移，因此使得两对敏感质量块和电容板组件11之间的电容发生变化，而且由于每一对敏感质量块中第一敏感质量块221和第二敏感质量块222之间的质量不对称性，当受到垂直于硅结构表面的加速度时，支撑梁21发生扭转，两个第一固定电容板111（b和c）通过导线相连构成一组检测电容、两个第二固定电容板112（a和d）通过导线相连构成另一组检测电容差分，得到该向加速度作用下的电容输出，通过外置电容检测电路即可得到电容输出值，进而解算出相应的加速度。

如图9所示，本实施例V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法的步骤包括：1）采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构2；2）将硅敏感结构2与带有电容板组件11和引线电极12的玻璃基板1采用阳极键合方式进行键合，得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计；其中所述步骤1）中采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构2的详细步骤包括：

1.1）准备表面覆盖有二氧化硅层的硅圆片；如图9（a）所示；本实施例中，硅圆片厚度240微米，二氧化硅厚度400nm；

1.2）在硅圆片的正面放置正面掩膜板，进行光刻并腐蚀二氧化硅层，在硅圆片的正面形成预埋层掩膜图案，所述正面掩膜板对应的图案位置的二氧化硅层的厚度剩余为第一厚度，此时硅圆片的结构如图9（b）所示；本实施例中，第一厚度具体为200nm；

1.3）在硅圆片的反面放置反面掩膜板，进行光刻并腐蚀至露出硅表面，在硅圆片的反面形成掩膜图案，此时硅圆片的结构如图9（c）所示；

1.4）将硅圆片去除全部光刻胶后置于腐蚀溶液中，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀至第一深度后从腐蚀溶液中取出，此时硅圆片的结构如图9（d）所示；本实施例中，第一深度具体为20微米，腐蚀溶液具体采用TMAH溶液；

1.5）将硅圆片表面上的二氧化硅层整体去除第一厚度（即200nm），使得正面掩膜板对应的图案位置被打开露出硅表面，此时硅圆片的结构如图9（e）所示；

1.6）将硅圆片再次置于腐蚀溶液中，当腐蚀深度为180微米左右时，由于晶面腐蚀速率很小，使得两个晶面汇合处的腐蚀自停止，形成横截面为V形的支撑梁21的内槽211，此时硅圆片的结构如图9（f）所示；继续将硅片腐蚀，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀穿透，形成横截面为V形的支撑梁21的两侧的蚀空位212，此时硅圆片的结构如图9（g）所示；

1.7）将硅圆片表面的二氧化硅全部去除后得到硅敏感结构2。

最终将硅敏感结构2与带有电容板组件11和引线电极12的玻璃基板1采用阳极键合方式进行键合，得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，如图9（h）所示。

通过ANSYS软件仿真不同方向加速度下各敏感质量块的位移情况以及温度变化时各敏感质量块的位移情况，得到本实施例V形梁扭摆式单轴微机械加速计的仿真结果如图10～图14所示。

参见图10、图11和图12，其中a代表加速度，a旁边的箭头代表加速度的方向；敏感质量块（第一敏感质量块221或第二敏感质量块222）上的箭头代表受到此方向的加速度时敏感质量块的运动方向。参见图10，当加速度方向为垂直结构平面时，支撑梁21以扭转变形为主，此时的加速度方向即为本实施例单轴加速度计的检测方向；参见图11和图12，当受到结构平面内沿支撑梁21方向和垂直支撑梁21方向的加速度时，支撑梁21以弯曲变形为主，此时敏感质量块在以支撑梁21为分界的两个区域内，同一区域内的第一敏感质量块221或第二敏感质量块222之间位移情况相同，因为加速度计为双差分检测，所以此时结构平面垂直方向的位移导致的输出被差分作用消除。

图13与图14分别仿真了本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计不受加速度作用在温度上升和下降时，硅敏感结构2的位移分布情况。图中T代表温度，T旁上升或下降的箭头代表温度上升与下降，数字1、2、3、4代表敏感质量块的编号，敏感质量块上的箭头代表敏感质量块的运动方向。从图13与图14可以看出，由于本实施例采用V形梁结构（即支撑梁21的横截面为V形），在温度T的影响下，本实施例固定框架20的整体变形造成的位移也呈对称分布，避免了固定框架20的偏转造成的输出误差；而敏感质量块在以支撑梁21为分界的两个区域内，同一区域内敏感质量块位移情况沿键合锚点23的连线方向呈对称分布，因此通过差分作用可以消除温度变化造成的加速度计输出漂移。

参见图15和图16，将本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计和现有技术（中国专利申请号为201410825011.3记载的技术方案）在理想条件下，仿真在全温区（-40摄氏度到+60摄氏度）加速度计零偏漂移与机械灵敏度变化（电容形式表示）的比较情况。从图15（加速度为0g）和图16（加速度为1g）中可以看出，现有技术的零偏全温区偏移为13.07mg，而本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的零偏全温区偏移为3.14mg，现有技术的机械灵敏度全温区变化值为0.88fF，而本实施例的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的机械灵敏度全温区变化值为0.25fF，因此和现有技术相比，本实施例V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的零偏全温区偏移、机械灵敏度全温区变化值同时大幅减小，显著提高了加速度计的温度特性即提高了全温区稳定性、降低了标度因数的温度灵敏度，全面提升了加速度计两个关键性性能指标。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：包括连接为一体的硅敏感结构（2）和玻璃基板（1），所述硅敏感结构（2）包括固定框架（20）以及和固定框架（20）形成一体的支撑梁（21）以及敏感质量块组件（22），所述支撑梁（21）的横截面为V形，所述敏感质量块组件（22）通过支撑梁（21）固定于固定框架（20）上；所述玻璃基板（1）上设有电容板组件（11）和引线电极（12），所述电容板组件（11）设于敏感质量块组件（22）下方且与敏感质量块组件（22）间隙布置，所述引线电极（12）和电容板组件（11）相连；所述敏感质量块组件（22）包括两对敏感质量块，每一对敏感质量块包括质量不同且相对支撑梁（21）对称布置的第一敏感质量块（221）和第二敏感质量块（222），且所述两对敏感质量块中一对敏感质量块的第一敏感质量块（221）和另一对敏感质量块的第二敏感质量块（222）位于支撑梁（21）的同一侧；所述电容板组件（11）包括两个第一固定电容板（111）和两个第二固定电容板（112），所述第一固定电容板（111）和第一敏感质量块（221）的相对面积、第二固定电容板（112）和第二敏感质量块（222）的相对面积之间大小相等，所述第一固定电容板（111）分别布置于第一敏感质量块（221）的下方，所述第二固定电容板（112）分别布置于第二敏感质量块（222）的下方，所述引线电极（12）包括第一电极（121）和第二电极（122），所述两个第一固定电容板（111）通过导线相连构成一组检测电容且共用第一电极（121）引出，所述两个第二固定电容板（112）通过导线相连构成另一组检测电容且共用第二电极（122）引出，两组所述检测电容差分得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的输出电容。

2.根据权利要求1所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述硅敏感结构（2）由硅圆片采用双面湿法腐蚀加工工艺制成，所述支撑梁（21）的内槽（211）为通过双面湿法腐蚀加工工艺的一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成，所述支撑梁（21）两侧的蚀空位（212）为通过双面湿法腐蚀加工工艺的另一块掩膜板进行湿法腐蚀加工形成。

3.根据权利要求2所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述第一敏感质量块（221）和第二敏感质量块（222）分别通过悬臂梁（223）和支撑梁（21）相连，每一对敏感质量块中第一敏感质量块（221）的悬臂梁（223）和第二敏感质量块（222）的悬臂梁（223）相对支撑梁（21）对称布置。

4.根据权利要求3所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述悬臂梁（223）的横截面形状为梯形。

5.根据权利要求4所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述第一敏感质量块（221）通过一个侧边的中点和悬臂梁（223）相连，所述第二敏感质量块（222）通过一个侧边的中点和悬臂梁（223）相连。

6.根据权利要求5所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述第一敏感质量块（221）和第二敏感质量块（222）均为四棱锥状结构，所述四棱锥状结构上面积较小的顶面布置于靠电容板组件（11）的一侧，所述第二敏感质量块（222）上位于四棱锥状结构上面积较大的底面上设有凹槽（224）。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述玻璃基板（1）上设有一对键合凸台（13），所述固定框架（20）上设有一对键合锚点（23），所述键合凸台（13）和键合锚点（23）之间采用阳极键合方式进行键合连接；所述一对键合锚点（23）以支撑梁（21）为中线对称布置于固定框架（20）的两侧的中部。

8.根据权利要求7所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计，其特征在于：所述硅敏感结构（2）相对玻璃基板（1）的一侧以结构中心呈全对称分布。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的V形梁扭摆式单轴微机械加速度计的制备方法，步骤包括：1）采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构（2）；2）将硅敏感结构（2）与带有电容板组件（11）和引线电极（12）的玻璃基板（1）采用阳极键合方式进行键合，得到V形梁扭摆式单轴微机械加速度计；其中所述步骤1）中采用双面湿法腐蚀加工工艺将硅圆片制成硅敏感结构（2）的详细步骤包括：

1.1）准备表面覆盖有二氧化硅层的硅圆片；

1.2）在硅圆片的正面放置正面掩膜板，进行光刻并腐蚀二氧化硅层，在硅圆片的正面形成预埋层掩膜图案，所述正面掩膜板对应的图案位置的二氧化硅层的厚度剩余为第一厚度；

1.3）在硅圆片的反面放置反面掩膜板，进行光刻并腐蚀至露出硅表面，在硅圆片的反面形成掩膜图案；

1.4）将硅圆片去除全部光刻胶后置于腐蚀溶液中，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀至第一深度后从腐蚀溶液中取出；

1.5）将硅圆片表面上的二氧化硅层整体去除第一厚度，使得正面掩膜板对应的图案位置被打开露出硅表面；

1.6）将硅圆片再次置于腐蚀溶液中，当反面掩膜板对应的图案位置的硅表面被腐蚀穿透；

1.7）将硅圆片表面的二氧化硅全部去除后得到硅敏感结构（2）。